CN103836013A - 自动化异体换向机构 - Google Patents
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Abstract
本发明自动化异体换向机构，属于油缸自控装置技术领域；所要解决的技术问题为提供一种工作稳定，脉冲小，可靠性好的液压自控装置；解决技术问题所采用的技术方案为：自动化异体换向机构，包括第一动力系统、第一手动换向阀、第二手动换向阀和第二动力系统，第一动力系统和第二动力系统均为工作部件提供液压动力，第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向，第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向，第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向，第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向；本发明的两个动力系统会以固定的工作周期交替换向，保证了连续输出压力，减少了单个动力系统的换向脉冲，可靠性大大提高。
Description
技术领域
本发明自动化异体换向机构，属于油缸自控装置技术领域。
背景技术
中国是一个产煤大国，是一个严重依赖煤炭能源的国家，同时也是矿难大国，盗采煤矿、生产失误、器械老化及故障等人为原因是矿难的主要原因。
煤矿在井下开采时，由于在开采过程中可能出现瓦斯泄漏，瓦斯与空气混合，在高温下急剧氧化，形成冲击波现象，中国的煤矿瓦斯爆炸主要是电火花和爆破，主要发生地点是采掘工作面，瓦斯爆炸产生的瞬间温度高，压力膨胀快，爆炸元附近的气体以每秒几百米以上的速度向外冲击，使人员伤亡，巷道和器材设施毁坏，爆炸后氧气的浓度降低，产生大量的二氧化碳和一氧化碳，有窒息和中毒危险。
矿井下生产中经常需要安装液压支架，传统的液压支架井下安装一般采用手工业作业，劳动强度大，工作效率低，安全隐患多，随着煤矿行业的迅速发展，急需一种工作效率高，适应性强的装置来改变现状，目前市场上也有一些就位机，但是这些就位机的重心高，带有悬臂，安全指数低，不符合现代煤矿快速发展的需要。而且，矿井下对设备的防爆要求都很高，为了就位机在矿井下安全运作，因此要尽量避免用电，防止发生危险。另外，就位机上液压设备的平稳运作也是就位机工作性能的一个重要指标，目前就位机液压系统的自动控制系统脉冲大，稳定性差，严重影响就位机的工作性能。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种工作稳定，脉冲小，可靠性好的液压自控装置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：自动化异体换向机构，包括第一动力系统、第一手动换向阀、第二手动换向阀和第二动力系统，所述第一动力系统和第二动力系统均为工作部件提供液压动力，第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向，所述第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向，所述第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向，所述第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向。
其中，所述第一动力系统包括第一油缸、第二油缸、第三油缸、第一活塞杆、第二活塞杆和第三活塞杆，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸的缸体均固定设置，所述第二油缸设置在第一油缸和第三油缸之间，所述第一油缸的内部通过第一活塞分割成A腔和B腔，第二油缸的内部通过第二活塞分割为C腔和D腔，第三油缸的内部通过第三活塞分割E腔和F腔，所述第一活塞杆的一端穿过B腔后与第一活塞相连，另一端穿过C腔后与第二活塞的一端相连，所述第二活塞杆的一端穿过D腔后与第二活塞相连，另一端穿过E腔后与第三活塞相连，所述第一活塞和第三活塞在第二活塞的带动下往复运动，所述第三活塞杆的一端穿过F腔后与第三活塞相连，另一端伸出到F腔外并通过第一弹簧与第一手动换向阀的手柄上端相连，所述第一手动换向阀的底端固定，第一手动换向阀为二位四通阀，第一手动换向阀控制第二动力系统中第二活塞的运动方向；
其中，所述第二动力系统包括第四油缸、第五油缸、第六油缸、第四活塞杆、第五活塞杆和第六活塞杆，所述第四油缸、第五油缸和第六油缸的缸体均固定设置，所述第五油缸设置在第四油缸和第六油缸之间，所述第四油缸的内部通过第四活塞分割为G腔和H腔，第五油缸的内部通过第五活塞分割为I腔和J腔，所述第六油缸的内部通过第六活塞分割为K腔和L腔，所述第四活塞杆的一端穿过H腔后与第四活塞相连，另一端穿过I腔后与第五活塞相连，所述第五活塞杆的一端穿过J腔后与第五活塞相连，另一端穿过K腔后与第六活塞相连，所述第四活塞和第六活塞在第五活塞的带动下往复运动，所述第六活塞的一端穿过L腔后与第六活塞相连，另一端伸出到L腔外并通过第二弹簧与第二手动换向阀的手柄上端相连，所述第二手动换向阀的底端固定，第二手动换向阀为二位四通阀，第二手控换向阀控制第一动力系统中第五活塞的运动方向。
其中，所述第二油缸通过乳化液驱动。
其中，所述第五油缸通过乳化液驱动。
其中，所述第一弹簧的最大弹力大于第一手动换向阀上手柄的换向阻力 。
其中，所述第二弹簧的最大弹力大于第二手动换向阀上手柄的换向阻力。
其中，所述第一油缸和第三油缸均通过液压油驱动。
其中，所述第四油缸和第六油缸均通过液压油驱动。
其中，所述第一弹簧和第二弹簧的材质均为硅锰弹簧钢。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明的第一动力系统控制第一手动换向阀的切换方向，第一手动换向阀控制第二动力系统的进出油方向，第二动力系统控制第二手动换向阀的切换方向，第二手动换向阀控制第一动力系统的进出油方向，通过这种互相控制的方式，实现本发明的“异体换向”的技术特点。
二、本发明的两个动力系统在起始时不同步运动，由于第一动力系统和第二动力系统的相互间控制，两个动力系统会以固定的工作周期交替换向，这样把两个动力系统在各自运动时的换向停止时间交错开，实现了总有一个动力系统在为工作部件供给高压油，保证了连续输出压力，减少了单个动力系统的换向脉冲，与本发明相连的工作部件不会因供给油压的变化而影响性能，可靠性大大提高。
三、本发明的第二油缸和第五油缸为动力油缸，两个油缸内的液体不与其他油缸接触，采用乳化液作为第二油缸和第五油缸的驱动液体，乳化液的价格较低，驱动效果不会减弱，生产成本低，提高了经济效益。
四、本发明的第一弹簧和第二弹簧均为硅锰弹簧钢材料，由于本发明的两个手动换向阀需要经常性的换向工作，这种弹簧的弹性和耐用性都很好，可保证本发明的长期稳定运行。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明自动化异体换向机构的结构示意图。
图中：1为第一动力系统，2为第一手动换向阀，3为第二动力系统，4为第二手动换向阀，5为第一弹簧，6为第二弹簧，11为第一油缸，12为第二油缸，13为第三油缸，14为第一活塞杆，15为第二活塞杆，16为第三活塞杆，31为第四油缸，32为第五油缸，33为第六油缸，34为第四活塞杆，35为第五活塞杆，36为第六活塞杆，111为A腔，112为B腔，113为第一活塞，121为C腔，122为D腔，123为第二活塞，131为E腔，132为F腔，133为第三活塞， 311为G腔，312为H腔，313为第四活塞，321为I腔，322为J腔，323为第五活塞，331为K腔，332为L腔，333为第六活塞。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
自动化异体换向机构，包括第一动力系统1、第一手动换向阀2、第二手动换向阀4和第二动力系统3，所述第一动力系统1和第二动力系统3均为工作部件提供液压动力，第一动力系统1控制第一手动换向阀2的切换方向，所述第一手动换向阀2控制第二动力系统3的进出油方向，所述第二动力系统3控制第二手动换向阀4的切换方向，所述第二手动换向阀4控制第一动力系统1的进出油方向。
作为优选的，所述第一动力系统1包括第一油缸11、第二油缸12、第三油缸13、第一活塞杆14、第二活塞杆15和第三活塞杆16，所述第一油缸11、第二油缸12和第三油缸13的缸体均固定设置，所述第二油缸12设置在第一油缸11和第三油缸13之间，所述第一油缸11的内部通过第一活塞113分割成A腔111和B腔112，第二油缸12的内部通过第二活塞123分割为C腔121和D腔122，第三油缸13的内部通过第三活塞133分割E腔131和F腔132，所述第一活塞杆14的一端穿过B腔112后与第一活塞113相连，另一端穿过C腔121后与第二活塞123的一端相连，所述第二活塞杆15的一端穿过D腔122后与第二活塞123相连，另一端穿过E腔131后与第三活塞133相连，所述第一活塞113和第三活塞133在第二活塞123的带动下往复运动，所述第三活塞杆16的一端穿过F腔132后与第三活塞133相连，另一端伸出到F腔132外并通过第一弹簧5与第一手动换向阀2的手柄上端相连，所述第一手动换向阀2的底端固定，第一手动换向阀2为二位四通阀，第一手动换向阀2控制第二动力系统3中第二活塞123的运动方向；
作为优选的，所述第二动力系统3包括第四油缸31、第五油缸32、第六油缸33、第四活塞杆34、第五活塞杆35和第六活塞杆36，所述第四油缸31、第五油缸32和第六油缸33的缸体均固定设置，所述第五油缸32设置在第四油缸31和第六油缸33之间，所述第四油缸31的内部通过第四活塞313分割为G腔311和H腔312，第五油缸32的内部通过第五活塞323分割为I腔321和J腔322，所述第六油缸33的内部通过第六活塞333分割为K腔331和L腔332，所述第四活塞杆34的一端穿过H腔312后与第四活塞313相连，另一端穿过I腔321后与第五活塞323相连，所述第五活塞杆35的一端穿过J腔322后与第五活塞323相连，另一端穿过K腔331后与第六活塞333相连，所述第四活塞313和第六活塞333在第五活塞323的带动下往复运动，所述第六活塞333的一端穿过L腔332后与第六活塞333相连，另一端伸出到L腔332外并通过第二弹簧6与第二手动换向阀4的手柄上端相连，所述第二手动换向阀4的底端固定，第二手动换向阀4为二位四通阀，第二手控换向阀4控制第一动力系统1中第五活塞323的运动方向。
作为优选的，所述第二油缸12通过乳化液驱动。
作为优选的，所述第五油缸32通过乳化液驱动。
作为优选的，所述第一弹簧5的最大弹力大于第一手动换向阀2上手柄的换向阻力 。
作为优选的，所述第二弹簧6的最大弹力大于第二手动换向阀4上手柄的换向阻力。
作为优选的，所述第一油缸11和第三油缸13均通过液压油驱动。
作为优选的，所述第四油缸31和第六油缸33均通过液压油驱动。
作为优选的，所述第一弹簧5和第二弹簧6的材质均为硅锰弹簧钢。
本发明的第一手动换向阀2控制第五活塞323的运动，当向第五油缸32的I腔321供油时，第五活塞323向J腔322方向运动，I腔321变大，J腔322变大，第四活塞杆34和第六活塞杆36在第五活塞杆35的带动下运动，第四油缸31的G腔311变大，液压油通过管道补给到G腔311，第六油缸33的L腔332变小，油压变大，L腔332将高压油排出，为工作部件供油，第六活塞杆36带动第二弹簧6运动，当第二弹簧6蓄积的弹性势能大于第二手动换向阀4的换向阻力时，第二手动换向阀4换向，第二手动换向阀4控制第二活塞123的运动，与上述工作原理相同，第三活塞杆16会带动第一弹簧5运动，当第一弹簧5蓄积的弹性势能大于第一手动换向阀2的换向阻力时，第一手动换向阀2换向，这样又可以进入下一个供油周期，如此循环往复的运动，另外，本发明的工作部件可为油缸或其他靠液压驱动的设备，在启动本发明后，第一动力系统1和第二动力系统3总有一个向工作部件供高压油，脉冲小，工作部件的工作更加稳定。
Claims (9)
1.自动化异体换向机构，其特征在于，包括第一动力系统（1）、第一手动换向阀（2）、第二手动换向阀（4）和第二动力系统（3），所述第一动力系统（1）和第二动力系统（3）均为工作部件提供液压动力，第一动力系统（1）控制第一手动换向阀（2）的切换方向，所述第一手动换向阀（2）控制第二动力系统（3）的进出油方向，所述第二动力系统（3）控制第二手动换向阀（4）的切换方向，所述第二手动换向阀（4）控制第一动力系统（1）的进出油方向。
2.根据权利要求1所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第一动力系统（1）包括第一油缸（11）、第二油缸（12）、第三油缸（13）、第一活塞杆（14）、第二活塞杆（15）和第三活塞杆（16），所述第一油缸（11）、第二油缸（12）和第三油缸（13）的缸体均固定设置，所述第二油缸（12）设置在第一油缸（11）和第三油缸（13）之间，所述第一油缸（11）的内部通过第一活塞（113）分割成A腔（111）和B腔（112），第二油缸（12）的内部通过第二活塞（123）分割为C腔（121）和D腔（122），第三油缸（13）的内部通过第三活塞（133）分割E腔（131）和F腔（132），所述第一活塞杆（14）的一端穿过B腔（112）后与第一活塞（113）相连，另一端穿过C腔（121）后与第二活塞（123）的一端相连，所述第二活塞杆（15）的一端穿过D腔（122）后与第二活塞（123）相连，另一端穿过E腔（131）后与第三活塞（133）相连，所述第一活塞（113）和第三活塞（133）在第二活塞（123）的带动下往复运动，所述第三活塞杆（16）的一端穿过F腔（132）后与第三活塞（133）相连，另一端伸出到F腔（132）外并通过第一弹簧（5）与第一手动换向阀（2）的手柄上端相连，所述第一手动换向阀（2）的底端固定，第一手动换向阀（2）为二位四通阀，第一手动换向阀（2）控制第二动力系统（3）中第二活塞（123）的运动方向；
所述第二动力系统（3）包括第四油缸（31）、第五油缸（32）、第六油缸（33）、第四活塞杆（34）、第五活塞杆（35）和第六活塞杆（36），所述第四油缸（31）、第五油缸（32）和第六油缸（33）的缸体均固定设置，所述第五油缸（32）设置在第四油缸（31）和第六油缸（33）之间，所述第四油缸（31）的内部通过第四活塞（313）分割为G腔（311）和H腔（312），第五油缸（32）的内部通过第五活塞（323）分割为I腔（321）和J腔（322），所述第六油缸（33）的内部通过第六活塞（333）分割为K腔（331）和L腔（332），所述第四活塞杆（34）的一端穿过H腔（312）后与第四活塞（313）相连，另一端穿过I腔（321）后与第五活塞（323）相连，所述第五活塞杆（35）的一端穿过J腔（322）后与第五活塞（323）相连，另一端穿过K腔（331）后与第六活塞（333）相连，所述第四活塞（313）和第六活塞（333）在第五活塞（323）的带动下往复运动，所述第六活塞（333）的一端穿过L腔（332）后与第六活塞（333）相连，另一端伸出到L腔（332）外并通过第二弹簧（6）与第二手动换向阀（4）的手柄上端相连，所述第二手动换向阀（4）的底端固定，第二手动换向阀（4）为二位四通阀，第二手控换向阀（4）控制第一动力系统（1）中第五活塞（323）的运动方向。
3.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第二油缸（12）通过乳化液驱动。
4.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第五油缸（32）通过乳化液驱动。
5.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第一弹簧（5）的最大弹力大于第一手动换向阀（2）上手柄的换向阻力 。
6.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第二弹簧（6）的最大弹力大于第二手动换向阀（4）上手柄的换向阻力。
7.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第一油缸（11）和第三油缸（13）均通过液压油驱动。
8.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第四油缸（31）和第六油缸（33）均通过液压油驱动。
9.根据权利要求2所述的自动化异体换向机构，其特征在于，所述第一弹簧（5）和第二弹簧（6）的材质均为硅锰弹簧钢。
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